Thiết kế và chế tạo biến tần 4 khóa và 6 khóa cho giảng dạy và nghiên cứu :Báo cáo Khoa học tổng kết đề tài cấp trường

BỘ CÔNG THƯƠNG

ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP HỒ CHÍ MINH

BÁO CÁO KHOA HỌC TỔNG KẾT ĐỀ TÀI

KẾT QUẢ THỰC HIỆN ĐỀ TÀI KH&CN CẤP TRƯỜNG

TÊN ĐỀ TÀI:

THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO BIẾN TẦN 4

KHÓA VÀ 6 KHÓA CHO GIẢNG DẠY

VÀ NGHIÊN CỨU

Mã số đề tài: IUH.KDI20/15

Chủ nhiệm đề tài: TS. PHẠM CÔNG DUY

Đơn vị thực hiện: KHOA CÔNG NGHỆ ĐIỆN

TP. Hồ Chí Minh, tháng 6 năm 2017

PHẦN I: THÔNG TIN CHUNG

1. Tên đề tài: Thiết kế và chế tạo biến tần 4 khóa và 6 khóa cho giảng dạy và

nghiên cứu

2. Mã số: IUH.KDI20/15

3. Danh sách chủ trì, thành viên tham gia thực hiện đề tài

TT

Họ và tên

(học hàm, học vị) Đơn vị công tác Vai trò thực hiện đề tài

1 TS. Phạm Công Duy Khoa Công Nghệ Điện Chủ nhiệm

2 ThS. Nguyễn Ngọc Anh Tuấn Khoa Công Nghệ Điện Thành viên

3 KS. Nguyễn Thanh Thảo Khoa Công Nghệ Điện Thành viên

4 Sinh viên Huỳnh Hồng Vũ Khoa Công Nghệ Điện Thành viên

4. Đơn vị chủ trì: Khoa Công Nghệ Điện

5. Thời gian thực hiện:

￾ Theo hợp đồng: từ tháng 9 năm 2015 đến tháng 9 năm 2016

￾ Gia hạn (nếu có): đến tháng 11 năm 2017

￾ Thực hiện thực tế: từ tháng 9 năm 2015 đến tháng 4 năm 2017

6. Những thay đổi so với thuyết minh ban đầu (nếu có):

Không có thay đổi gì so với thuyết minh ban đầu

7. Tổng kinh phí được phê duyệt của đề tài: 80 triệu đồng.

PHẦN II: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU

1. Đặt vấn đề

Biến tần là hệ thống các linh kiện điện tử thực hiện chức năng biến đổi tần số và

điện áp của nguồn một chiều hay xoay chiều thành nguồn xoay chiều có tần số điều

khiển được nhờ các khóa điện tử (IGBT). Trong hệ thống điều khiển động cơ xoay

chiều đồng bộ hay không đồng bộ. Biến tần là khâu quan trọng quyết định đến kết quả

của hệ thống điều khiển.

Tại Đại học Bách khoa Tp.HCM, tác giả PGS. Phan Quốc Dũng thực hiện đề

tài “Nghiên cứu công nghệ chế tạo và điều khiển bộ biến tần ba pha giá thành thấp”

vào năm 2006-2008. Trong đề tài này, tác giả nghiên cứu biến tần 4 khóa sử dụng 4

IGBT và 1 FPGA. Tuy nhiên FPGA giá rất cao, vì vậy sản phẩm biến tần ba pha giá

thành thấp mà tác giả chế tạo khó đạt đạt được.

Cũng tại Đại học Bách khoa Tp.HCM, sinh viên Lê Trung Nam được sự hướng

dẫn của TS. Lê Minh Phương thực hiện luận văn đại học “Điều khiển động cơ không

đồng bộ ba pha theo phương pháp SINPWM, sử dụng vi điều khiển dsPIC30F6010”.

Trong luận văn này sinh viên sử dụng biến tần 6 khóa với 6 MOSFET họ IRFP460P

cho mạch công suất và dsPIC30F6010 cho mạch điều khiển 6 MOSFET. Kết quả thực

nghiệm rất hạn chế (chỉ ra được tín hiệu điện áp), trong khi đó những kết quả quan

trọng như vận tốc, mô men, dòng điện không được chỉ ra.

Ba tác giả B. El Badsi, B. Bouzidi, AMasmoudi của Tunisia, công bố công trình

“DTC Scheme for a Four-Switch Inverter-Fed Induction Motor Emulating the Six￾Switch Inverter Operation”, IEEE Transactions on Power Electronics, volume

28, issue 7, July 2013. Trong công trình này các tác giả nghiên cứu giải thuật điều

khiển mô men trực tiếp cho động cơ không đồng bộ áp dụng biến tần 4 khóa. Giải

thuật này được suy ra từ giải thuật điều khiển mô men trực tiếp cho động cơ không

đồng bộ áp dụng biến tần 6 khóa. Các kết quả thực nghiệm rất tốt.

Công ty Hitachi của Nhật Bản nghiên cứu, phát triển và thương mại hoá sản

phẩm biến tần 6 khóa mới có tính năng giá thấp, tiết kiệm điện và thân thiện với môi

trường. Gần đây (2013) hai tác giả nước Ý là M. Faccio và M. Gamberi công bố công

trình nghiên cứu “Tiết kiệm năng lượng trong trường hợp sản xuất liên tục của trang bị